Помощь студентам в учебе
Разработка методики расчета «зеленой волны» с учетом транспорта, находящегося на перекрестке в ожидании начала движения
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АВТОМОБИЛИЗАЦИЯ 9
Выводы по разделу один 14
2 АВАРИЙНОСТЬ 16
Выводы по разделу два 24
3 МЕЖДУНАРОДНЫЙ ОПЫТ 25
Выводы по разделу три 32
4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА «ЗЕЛЕНОЙ ВОЛНЫ» С УЧЕТОМ
ТРАНСПОРТА, НАХОДЯЩЕГОСЯ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ В ОЖИДАНИИ НАЧАЛА ДВИЖЕНИЯ 35
4.1 Цикл работы светофорного объекта 37
4.2 Графоаналитический метод построения расчета «зеленой волны» 46
Выводы по разделу четыре 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 57
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 58
ПРИЛОЖЕНИЕ В 59
1 АВТОМОБИЛИЗАЦИЯ 9
Выводы по разделу один 14
2 АВАРИЙНОСТЬ 16
Выводы по разделу два 24
3 МЕЖДУНАРОДНЫЙ ОПЫТ 25
Выводы по разделу три 32
4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА «ЗЕЛЕНОЙ ВОЛНЫ» С УЧЕТОМ
ТРАНСПОРТА, НАХОДЯЩЕГОСЯ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ В ОЖИДАНИИ НАЧАЛА ДВИЖЕНИЯ 35
4.1 Цикл работы светофорного объекта 37
4.2 Графоаналитический метод построения расчета «зеленой волны» 46
Выводы по разделу четыре 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 57
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 58
ПРИЛОЖЕНИЕ В 59
Магистерская диссертация представляет собой выпускную квалификационную работу научного содержания, которая имеет внутреннее единство и отражает ход и результаты разработки выбранной темы [1].
При движении по городу автомобилям приходится часто останавливаться на перекрестках, где работа светофоров не скоординирована. Периодически повторяющиеся разгоны и торможения утомляют водителя, увеличивают расход топлива, повышают износ автомобиля. Чтобы сделать движение равномерным была придумана автоматическая система светофорного регулирования «зеленая волна». В сравнении с самостоятельным светофорным регулированием каждого отдельного перекрестка автоматическое совместное светофорное регулирование создаёт ряд преимуществ:
- повышается скорость движения по магистрали;
- сокращаются остановки транспорта у перекрёстков;
- уменьшается число дорожно-транспортных происшествий и др.
«Зелёная волна» рассчитывается на определённую среднюю скорость, а между светофорами устанавливается связь, обеспечивающая включение зелёных сигналов к моменту подхода группы транспортных средств. На всех перекрёстках участка дороги, задействованного в «зеленой волне», задаётся один и тот же цикл. Зелёный свет загорается с заранее определённым сдвигом.
Для повышения надёжности работы «зелёной волны», помимо светофоров, использует специальные указатели расчётной и необходимой в данный момент скорости движения транспортных средств.
Объект исследования - разработка методики расчета «зеленой волны» с учетом транспорта, находящегося на перекрестке в ожидании начала движения.
Предмет исследования - построение диаграммы светофорного объекта, 6
изображение существующей организации движения на ключевом перекрестке, картограммы интенсивности, построение графика «зеленой волны».
Цель работы: разработать методику расчета «зеленой волны» с учетом транспорта, находящегося на перекрестке в ожидании начала движения.
Задачи, поставленные в работе:
a) изучить автомобилизацию;
b) изучить аварийности;
c) исследовать международный опыт внедрения «зеленой волны»;
d) рассчитать светофорный цикл и построить диаграмму работы светофорного объекта;
e) изучить существующую методику расчета «зеленой волны»;
f) сформировать исходные данные к расчету «зеленой волны»;
g) рассчитать «зеленую волну» с учетом транспорта, находящегося на перекрестке в ожидании начала движения;
h) построить график «зеленой волны».
Методы и подходы, применённые в работе для решения поставленных задач: статистические данные Международной организации производителей автомобилей, компании INRIX и научного центра МВД России; технический подход расчета длительности цикла светофорной сигнализации на перекрестке; графоаналитический метод расчета программы координации («зеленой волны»).
Основные источники информации: учебник Кременец Ю.А.
«Технические средства организации дорожного движения», учебное пособие Городокина В.А. «Организация дорожного движения. Расчет беззаторного проезда узла улично-дорожной сети», сведения из сети Интернет, информационные бюллетени и сборники.
Предмет защиты - разработанная методика расчета «зеленой волны» с учетом транспорта, находящегося на перекрестке в ожидании начала движения.
Практическая ценность работы и элементы её новизны: проект имеет практическую ценность как для учебного процесса, так и для разработки усовершенствованных программ координации. В работе учитывается весь транспорт, прибывший к перекрестку за полное время одного цикла и проехавший без образования заторов, вместе с автомобилями, подъехавшими к перекрестку с прилегающих территорий или повернувшие с примыкающих дорог во время запрещающего сигнала светофора в данном направлении.
Данная работа состоит из четырех глав. В первой главе описывается уровень автомобилизации в мире. Вторая глава посвящена уровню аварийности в мире и отдельно в России. В третьей главе рассмотрен международный опыт реализации программ координированного управления движения. А четвертая глава посвящена непосредственно технологической части, расчету светофорного объекта и построению графика «зеленой волны» по новой методике.
Объём основного материала пояснительной записки - 59, количество рисунков - 18, таблиц - 6, число наименований списка использованных источников и литературы - 17.
При движении по городу автомобилям приходится часто останавливаться на перекрестках, где работа светофоров не скоординирована. Периодически повторяющиеся разгоны и торможения утомляют водителя, увеличивают расход топлива, повышают износ автомобиля. Чтобы сделать движение равномерным была придумана автоматическая система светофорного регулирования «зеленая волна». В сравнении с самостоятельным светофорным регулированием каждого отдельного перекрестка автоматическое совместное светофорное регулирование создаёт ряд преимуществ:
- повышается скорость движения по магистрали;
- сокращаются остановки транспорта у перекрёстков;
- уменьшается число дорожно-транспортных происшествий и др.
«Зелёная волна» рассчитывается на определённую среднюю скорость, а между светофорами устанавливается связь, обеспечивающая включение зелёных сигналов к моменту подхода группы транспортных средств. На всех перекрёстках участка дороги, задействованного в «зеленой волне», задаётся один и тот же цикл. Зелёный свет загорается с заранее определённым сдвигом.
Для повышения надёжности работы «зелёной волны», помимо светофоров, использует специальные указатели расчётной и необходимой в данный момент скорости движения транспортных средств.
Объект исследования - разработка методики расчета «зеленой волны» с учетом транспорта, находящегося на перекрестке в ожидании начала движения.
Предмет исследования - построение диаграммы светофорного объекта, 6
изображение существующей организации движения на ключевом перекрестке, картограммы интенсивности, построение графика «зеленой волны».
Цель работы: разработать методику расчета «зеленой волны» с учетом транспорта, находящегося на перекрестке в ожидании начала движения.
Задачи, поставленные в работе:
a) изучить автомобилизацию;
b) изучить аварийности;
c) исследовать международный опыт внедрения «зеленой волны»;
d) рассчитать светофорный цикл и построить диаграмму работы светофорного объекта;
e) изучить существующую методику расчета «зеленой волны»;
f) сформировать исходные данные к расчету «зеленой волны»;
g) рассчитать «зеленую волну» с учетом транспорта, находящегося на перекрестке в ожидании начала движения;
h) построить график «зеленой волны».
Методы и подходы, применённые в работе для решения поставленных задач: статистические данные Международной организации производителей автомобилей, компании INRIX и научного центра МВД России; технический подход расчета длительности цикла светофорной сигнализации на перекрестке; графоаналитический метод расчета программы координации («зеленой волны»).
Основные источники информации: учебник Кременец Ю.А.
«Технические средства организации дорожного движения», учебное пособие Городокина В.А. «Организация дорожного движения. Расчет беззаторного проезда узла улично-дорожной сети», сведения из сети Интернет, информационные бюллетени и сборники.
Предмет защиты - разработанная методика расчета «зеленой волны» с учетом транспорта, находящегося на перекрестке в ожидании начала движения.
Практическая ценность работы и элементы её новизны: проект имеет практическую ценность как для учебного процесса, так и для разработки усовершенствованных программ координации. В работе учитывается весь транспорт, прибывший к перекрестку за полное время одного цикла и проехавший без образования заторов, вместе с автомобилями, подъехавшими к перекрестку с прилегающих территорий или повернувшие с примыкающих дорог во время запрещающего сигнала светофора в данном направлении.
Данная работа состоит из четырех глав. В первой главе описывается уровень автомобилизации в мире. Вторая глава посвящена уровню аварийности в мире и отдельно в России. В третьей главе рассмотрен международный опыт реализации программ координированного управления движения. А четвертая глава посвящена непосредственно технологической части, расчету светофорного объекта и построению графика «зеленой волны» по новой методике.
Объём основного материала пояснительной записки - 59, количество рисунков - 18, таблиц - 6, число наименований списка использованных источников и литературы - 17.
В первом разделе проанализированы мировые показатели автомобилизации. По данным Международной организации производителей автомобилей (OICA) общее число находящихся в эксплуатации машин в мире на конец 2015 года составляет 1,282 млрд автомобилей. Уровень автомобилизации в мире за период с 2010 года по 2015 год увеличился на 40%. Рейтинг городов с самым высоким уровнем загруженности на 2017 г. возглавляет Лос-Анджелес, где водитель в среднем тратит 102 часа, двигаясь в час пик, в Москве и Нью-Йорке - 91 час. Таиланд, второй год подряд возглавляет рейтинг стран с самым высоким средним количеством часов, потраченных в час пик - 56 часов.
Количество автомобилей в России за последние 8 лет увеличилось на 9,8 млн, а уровень автомобилизации возрос на 26%.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что уровень автомобилизации продолжает расти, возникает потребность в увеличении пропускной способности дорожной сети. С каждым годом увеличивающееся количество машин создает множество проблем, связанных с организацией дорожного движения, которые требует своевременного их решения. И одним из негативных факторов растущей автомобилизации является уровень аварийности.
В разделе 2 на рисунке 9 видно, что тяжесть последствий ДТП наибольшая при выезде ТС на полосу встречного движения и при нарушении скоростного режима. Программа координированного управления дорожным движением или «зеленая волна» предполагает единую расчетную скорость для потока автомобилей. Данное условие является обязательным для беззаторного проезда, а также может снизить смертность в аварии при несоответствии скорости конкретным условиям движения или ее превышения.
Международный опыт показал, что первый пуск системы определения 52
«зеленой волны», Green Link Determining System (GLIDE) состоялся в Сингапуре в 1988 году. На данный момент система работает в 18 районах города из 28, управляя в общей сложности 2200 перекрестками. Критерием контроля пропускной способности в GLIDE является параметр Level Of Service (LOS), определяемый в секундах задержки автомобиля на перекрестке.
Expressway Monitoring Advisory System (EMAS) - система дорожного информирования об обстановке на автомагистралях. Эта система собирает информацию о происшествиях с помощью J-Eye камер (панорамные камеры).
Система UTOPIA - гибридная система управления дорожным движением, которая объединяет онлайн динамическую оптимизацию и офлайн оптимизацию.
Система SCATS была разработана в Австралии. Она принимает решение на основе информации от транспортных детекторов, расположенных на каждой полосе непосредственно перед стоп-линией у перекрестков.
Все рассмотренные в данном разделе интеллектуальные системы завязаны на мониторинге реальной дорожной ситуации и принятии решения относительно времени включения зеленого сигнала светофора.
Координированное движение транспортных средств обеспечено по проспекту Победы от Свердловского проспекта до улицы Молодогвардейцев. Ключевым перекрестком является пересечение пр-та Победы и ул. Молодогвардейцев.
Светофорный цикл ключевого перекрестка сокращается при координированном управлении движением на магистрали. Изначальный расчет цикла показал значение 99 секунд. При пересчете с учетом беззаторного проезда транспортных средств, цикл работы светофорного объекта сократился до 95 секунд.
Предлагаемая методика расчета «зеленой волны» предполагает, что за время запрещающего такта к перекрестку могут подъезжать автомобили с прилегающих территорий или примыкающих дорог. Эти машины должны 53
успеть покинуть его для безостановочного проезда автомобилей, движущихся с предыдущего перекрестка. Расчет показал, что сдвиг включения зеленого сигнала на каждом перекрестке составляет 8,6 с. С учетом этого, разрешающий такт на каждом следующем перекрестке включается через 32 с, 73 с, 114 с и 155 с после того как автомобиль начинает двигаться от Свердловского проспекта.
Количество автомобилей в России за последние 8 лет увеличилось на 9,8 млн, а уровень автомобилизации возрос на 26%.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что уровень автомобилизации продолжает расти, возникает потребность в увеличении пропускной способности дорожной сети. С каждым годом увеличивающееся количество машин создает множество проблем, связанных с организацией дорожного движения, которые требует своевременного их решения. И одним из негативных факторов растущей автомобилизации является уровень аварийности.
В разделе 2 на рисунке 9 видно, что тяжесть последствий ДТП наибольшая при выезде ТС на полосу встречного движения и при нарушении скоростного режима. Программа координированного управления дорожным движением или «зеленая волна» предполагает единую расчетную скорость для потока автомобилей. Данное условие является обязательным для беззаторного проезда, а также может снизить смертность в аварии при несоответствии скорости конкретным условиям движения или ее превышения.
Международный опыт показал, что первый пуск системы определения 52
«зеленой волны», Green Link Determining System (GLIDE) состоялся в Сингапуре в 1988 году. На данный момент система работает в 18 районах города из 28, управляя в общей сложности 2200 перекрестками. Критерием контроля пропускной способности в GLIDE является параметр Level Of Service (LOS), определяемый в секундах задержки автомобиля на перекрестке.
Expressway Monitoring Advisory System (EMAS) - система дорожного информирования об обстановке на автомагистралях. Эта система собирает информацию о происшествиях с помощью J-Eye камер (панорамные камеры).
Система UTOPIA - гибридная система управления дорожным движением, которая объединяет онлайн динамическую оптимизацию и офлайн оптимизацию.
Система SCATS была разработана в Австралии. Она принимает решение на основе информации от транспортных детекторов, расположенных на каждой полосе непосредственно перед стоп-линией у перекрестков.
Все рассмотренные в данном разделе интеллектуальные системы завязаны на мониторинге реальной дорожной ситуации и принятии решения относительно времени включения зеленого сигнала светофора.
Координированное движение транспортных средств обеспечено по проспекту Победы от Свердловского проспекта до улицы Молодогвардейцев. Ключевым перекрестком является пересечение пр-та Победы и ул. Молодогвардейцев.
Светофорный цикл ключевого перекрестка сокращается при координированном управлении движением на магистрали. Изначальный расчет цикла показал значение 99 секунд. При пересчете с учетом беззаторного проезда транспортных средств, цикл работы светофорного объекта сократился до 95 секунд.
Предлагаемая методика расчета «зеленой волны» предполагает, что за время запрещающего такта к перекрестку могут подъезжать автомобили с прилегающих территорий или примыкающих дорог. Эти машины должны 53
успеть покинуть его для безостановочного проезда автомобилей, движущихся с предыдущего перекрестка. Расчет показал, что сдвиг включения зеленого сигнала на каждом перекрестке составляет 8,6 с. С учетом этого, разрешающий такт на каждом следующем перекрестке включается через 32 с, 73 с, 114 с и 155 с после того как автомобиль начинает двигаться от Свердловского проспекта.